世界正处在新科技革命的前夜

（四）世界正处在新科技革命的前夜

有关资料表明：在第11届科协年会上，150位两院院士，约为3000名来自海内外的科技工作者齐聚重庆人民大礼堂，共话“自主创新，持续发展”。应邀参加年会的两院院士一致认为，现在世界正处在新一轮科技革命的前夜。

2009年6月10日，中国科学院在北京发布《创新2050：科技革命与中国的未来》系列报告，描绘了至2050年我国重要领域科技发展战略路线图。本报告进而指出：世界正处在新科技革命的前夜。

许多专家学者指出：金融危机爆发之后，无论欧洲、美国还是日本，都有一个共同的突出特点，就是大幅度增加了科技投入，着力培育新一代主导产业，抢占未来科技和经济竞争的战略制高点；世界科学技术的中心一直在不断地转移，过去几百年里，在一个时期往往是一国独占科学中心宝座，而未来很可能会形成多个中心；并进而认为化石能源时代终究要过去，人类采用的能源结构必然要改变，全球气候变化的压力也将大大催化新能源技术和低碳技术的发展新能源和低碳技术因此被普遍看好；信息技术必将在全球广泛而全面的应用，一旦网络结构与安全技术、计算技术或芯片技术获得新的重大突破，必将使人类生产与生活方式发生更加根本性的变化；生物技术革命将改革生物体，不仅可能极大改善人类的健康状况，而且可能产生高效农业，保障人类食物安全，利用新型微生物巨大的再生和转化能力创造出效率最高的新能源；新材料技术的突破，则会从根本上改变资源使用格局以及推动先进制造业和国防工业的发展。

许多专家学者认为：在新科技革命前夜这样的关键时期、关键时刻，面对众多都很重要的领域，准确预判新技术革命将在哪一个领域率先取得突破，具有十分重要的意义。而要准确预见新技术革命何时发生？首先发生在哪一个领域？是一件非常困难乃至有风险的事情。到底从哪一个方向突破？在新技术突破点上中国自己还可能有别的选择吗？我们有没有必要、有没有可能“另辟蹊径”，在其他技术领域取得突破，从而造就中国经济发展的增长极呢？这是迫切需要我们回答的问题。“面对呼之欲出的新科技革命，我们再也不能错失历史机遇，必须为此做好最充分的准备。”路甬祥等人认为，到底哪一个领域的突破将在根本上决定中国经济的竞争力？迄今仍然没有答案。但是，值得注意的是，今年4月，美国奥巴马总统在美国国家科学院年会上宣布，美国计划将GDP的3%以上用于研发，投入强度将超过20世纪60年代“太空竞赛”时的水平。

历史的经验表明，全球性经济危机往往催生重大科技创新突破，而依靠科技创新创造新的经济增长点和创新发展模式，是摆脱危机的根本出路，1857年与1929年两次大的世界经济危机之后，就分别爆发了电气革命和电子革命两次技术革命。另外，科技革命为长期知识积累基础上的突变，表现出一定的周期性，自上世纪下半叶以来，尽管知识呈爆炸增长态势，但基本上是对现有科学理论的完善和精细化，未出现可与“相对论”等成就相提并论的理论突破或重大发现，科学的沉寂终将孕出巨大的新科技革命潮流！

中科院在报告中说，准确预见科技革命何时发生、在哪些领域发生是困难的，但也并非完全无迹可寻，包括能源与资源、信息、先进材料、农业、人口健康以及探测暗物质、暗能量、反物质等领域都有可能，这些领域中任何一个突破性原始科学创新，都会为新的科学体系建立打开空间，引发新的科学革命，任何一项重大技术突破，都有可能引发新的产业革命。

世界主要国家为抓住新科技革命的机遇，都在积极准备。中科院认为，虽然目前还存在原始科学创新能力不足、关键核心技术受制于人、中国特色科技创新道路尚未形成等问题，但新中国成立60年来，中国已逐步建立相对完整的科技体系，科技发展水平大幅提高，创新能力正快速增强，这为中国迎接新一轮科技革命奠定了较好的基础。

路甬祥认为，人类近现代文明进步的历史表明，一个国家真正要走到前面，实现现代化，必须提升人的创造能力，提升科技原创的能力和战略引领的能力。

面对国际环境变化和我国现代化建设的战略任务，有许多问题必须要从更长远考虑，比如能源问题。未来能源的整体结构要发生改变。现在能源是比较稳定的系统，以后可能是大量的不稳定系统，可能要发展分布式能源体系，发展更高效的直流传输和储能技术，解决网络的控制、安全、可靠性问题，还要解决CO2捕捉、储存、转化、利用方面的问题，这里面隐含着大量的科技问题，几乎涉及所有学科。所以，能源问题引起的从基础到应用方面的研究，整体的、结构性的变化和冲击是很普遍、很强烈的，而这个时间跨度是50年或者100年。关于能源问题，过去也有15年的战略研究，但是主要还是研究如何利用好煤，怎样开发利用好国内外两种油气资源，怎样能够有限地发展核能等，可再生能源只是作为一种补充性的、方向性的能源，并没有将其摆到未来能源支柱的位置上。近年来，世界各国越来越关注温室气体排放问题，应对全球气候变化成为重要议题，这背后其实主要还是能源结构问题。这就使我们认识到，必须高效清洁利用化石能源，以减少对环境的影响。但是，化石能源时代终究要过去，悲观估计有100年左右即可用尽，乐观估计还有200年左右。油气资源可能首先逐步走向枯竭，然后是煤资源。人类不得不走向以可再生能源为主体、核能为补充的能源体系。现在各国政府都在积极为此准备，欧洲走得最快，美国总统奥巴马在美国国家科学院第146届年会上发表演讲，突出提出了能源发展的战略，就是要发展清洁能源，提高能源效率，加大对可再生能源的开发力度，减少排放，逐步向可再生能源方向过渡。这个时间跨度可能是50年，也可能是100年。由此带来的科学技术问题非常多。未来，人类不得不走向以可再生能源为主体、核能为补充的能源体系。随着化石能源的枯竭，更多的人就想，要解决高效的太阳能薄膜材料和器件，要筛选或发展新的物种，把太阳能转化为高生物量。因为需求的推动，有更多的资源投入到这些方向，所以可以预见，在未来的50年，可再生能源领域、核能领域一定会有新的突破性进展，大方向也是确定无疑的。以核能为例，从布局到重大技术突破往往需要20年乃至更长时间，而商业化大规模应用也大致需要20年乃至更长时间。如果我们现在不前瞻布局，未来就会落后。法国已经做到第三代、第四代裂变能核反应堆，制定了到2040年、2050年的路线图。为国家利益着想，中国科学院作为国家战略科技力量，应该考虑这些问题，应该做前瞻的研究工作。

总之，从面向未来中国的发展、面向未来人类的发展看，都需要我们开展前瞻的战略研究。过去250年工业化的发展，只解决了不到10亿人口的现代化问题，主要集中在欧洲、北美、日本和新加坡。今后50年，可以肯定的是，包括中国十几亿人口在内，至少有20亿、30亿人口，要通过实现小康走向现代化，比过去250年要多2～3倍，这将为世界发展注入新的动力和活力，但也必然对地球的有限资源和生态环境带来新的挑战。需要找到新的发展模式，才能使生活在地球上的人类能够公平地分享现代文明的成果。这就要求我们要面向中国现代化建设进程，前瞻思考世界科技发展大势、前瞻思考人类文明进步的走向、前瞻思考现代化建设对科技的新要求，研究制定未来50年重要领域科技发展路线图，理清其中的核心科学问题和关键技术问题及其实现途径，为国家科技战略决策提供依据。

在计算机领域，我们过去的习惯是跟踪，现在我们要有信心前瞻，考虑未来的发展。这是可能的，并不是胡思乱想。2007年诺贝尔物理学奖授予巨磁阻的发现者，现在这项技术已经用在硬盘存储上了，而这一发现是在20年前做出的。我们的初步结论是，作长周期的前瞻，作突破常规的科学思考和技术预见是可能的，通过战略研究，在长远目标指导下制定路线图也是可行的，比如说，到2020年为一个阶段，到2030年或2035年为一个阶段，然后再前瞻到2050年。

科技发展的历史也无数次证明，只有不断地前瞻，不断地解放思想，打破已有常规，才有可能促进新的发现和新的突破。人类文明进程需要一场新的科技革命和产业革命。

从当今世界科技发展的态势看，奠定现代科技基础的重大科学发现基本发生在20世纪上半叶，“科学的沉寂”至今已达60余年，技术革命周期日渐缩短，科技知识体系积累的内在矛盾已经凸显，在物质能量的调控与转换、量子信息调控与传输、生命基因的遗传变异进化与人工合成、脑与认知、地球系统的演化等科学领域，在能源、资源、信息、先进材料、现代农业、人口健康等关系现代化进程的战略领域，一些重要科学问题和关键技术发生革命性突破的先兆已显现。

历史经验表明，全球性经济危机往往催生重大科技革命，依靠科技创新创造新的经济增长点和创新发展模式，是摆脱危机的根本出路。例如，在1857年和1929年两次大的世界经济危机之后，分别爆发了电气革命和电子革命两次技术革命高潮。这次国际金融危机将加速科技创新与进步的步伐，在今后的10—20年，很有可能发生一场以绿色、智能和可持续为特征的新的科技革命和产业革命。

以核能为例，从布局到重大技术突破往往需要20年乃至更长时间，而商业化大规模应用也大致需要20年乃至更长时间。如果我们现在不前瞻布局，未来就会落后。法国已经做到第三代、第四代裂变能核反应堆，制定了到2040年、2050年的路线图。为国家利益着想，中国科学院作为国家战略科技力量，应该考虑这些问题，应该做前瞻的研究工作。

人民日报记者赵永新专访全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥院士时，路甬祥告诫我们：中国不能再与科技革命失之交臂。

在今后的10～20年，很有可能发生一场以绿色、智能和可持续为特征的新的科技革命和产业革命，将会改变全球产业结构和人类文明的进程。

围绕新科技革命，一场占领未来发展制高点的新的世界竞争正在全面展开。

拥有十几亿人口的中国的现代化是人类发展史上的大变革、大事件，能否抓住新科技革命的历史机遇，培育新的发展模式，走出一条绿色、智能、普惠、可持续的发展道路，将在很大程度上决定着我国现代化的进程和方向。

温家宝总理在不久前的经济形势座谈会上说，世界正处于科技革命的前夜，这是实现跨越式发展、占领未来经济发展制高点的有利时机。我们必须把握机遇，推动我国经济尽快走上创新驱动发展的轨道。

为什么说当前“世界正处在科技革命的前夜”？科技革命最可能在哪些领域取得突破？这场即将到来的科技革命对中国意味着什么？我国经济在转入创新驱动发展的进程中还存在哪些障碍？围绕这些问题，赵永新对全国人大常委会副委员长、中科院院长路甬祥院士进行了独家专访。

当今世界科技正处在革命性变革的前夜。

记者：国际金融危机发生以来，“世界正处在科技革命的前夜”的说法频频见诸报端。做出这种判断的依据是什么？

路甬祥：科技革命的发生，取决于现代化进程强大的需求拉动，源于知识与技术体系的创新和突破。

全球200多年的工业化，仅仅使不到10亿人口实现了现代化，但自然资源已面临枯竭的威胁，生态环境遭受巨大破坏。以能源为例，化石能源时代终将过去，悲观估计有100年左右，乐观估计还有200年左右。化石能源的广泛使用，污染环境，加剧了全球气候变暖，对环境和人类生存造成巨大的影响。

由此可以预见，未来包括中国在内的数十亿人口实现现代化的愿望与努力，与地球自然资源供给能力和生态环境承载能力的矛盾将日益尖锐；中国、印度等国家实现现代化，不可能再沿袭传统的依赖攫取不可再生资源的经济增长方式，不可能再沿袭历史上少数国家以集聚世界多数资源为手段的发展模式。这就迫切需要人类开发新的资源来源，创新发展模式和发展途径，创建新的生产方式和生活方式。这一需求与矛盾，强烈呼唤着科学和技术的革命性突破。

记者：从科学技术自身的发展来看，是不是也到了需要突破的时候？

路甬祥：科学革命和技术革命都是在长期知识积累基础上的突变，表现出一定的规律性。

先看科学革命。它是科学思想的飞跃，源于现有理论与科学观察、科学实验现象冲突，表现为新的科学理论体系的构建。自20世纪下半叶以来，尽管知识呈爆炸增长态势，但基本上都是对现有科学理论的完善和精细化，未能出现可以与上半世纪的相对论等六大成就相提并论的理论突破或重大发现。

再看技术革命。它是人类生存发展手段的飞跃，源于人类实践经验的升华和科学理论的创造性应用，导致重大工具、手段和方法的创新，表现为人的能力和效率的质的提升。从近现代技术革命发生的周期看，每隔一个世纪左右发生一次技术革命。

“科学的沉寂”至今已达60余年，发生于20世纪30～40年代的第三次技术革命距今也已有近80年——新的科技革命已是箭在弦上。

记者：国际金融危机会不会加快科技革命的到来？

路甬祥：历史经验表明，全球性经济危机往往催生重大科技创新与突破，引发制度和管理创新；同时，依靠科技创新、制度和管理创新创造新的经济增长点和新的发展方式，是摆脱危机和持续发展的根本出路。这次国际金融危机，无疑将加快科技创新和新科技革命的到来。

所以，无论是从科技发展面临的外部需求来说，还是科学技术内在矛盾判断，我们有充分的理由相信，当今世界科技正处在革命性变革的前夜。在今后的10～20年，很有可能发生一场以绿色、智能和可持续为特征的新的科技革命和产业革命，科技创新与突破将创造新的需求与市场，将改变生产方式、生活方式与经济社会的发展方式，将改变全球产业结构和人类文明的进程。

即将到来的新科技革命，既是对我们的巨大挑战，又是中华民族实现伟大复兴的重大历史机遇。从当前和今后一个时期看，依靠科技创新调整我国产业结构、创造新的经济增长点，是化危为机的根本手段；从长远看，拥有十几亿人口的中国的现代化是人类发展史上的大变革、大事件，能否抓住新科技革命的历史机遇，培育新的发展模式，走出一条绿色、智能、普惠、可持续的发展道路，将在很大程度上决定着我国现代化的进程和方向。

在能源与资源、信息、先进材料、农业等领域将会发生革命性突破

记者：根据您的判断，新科技革命可能在哪些领域取得突破？

路甬祥：准确预见科技革命何时发生、在哪些领域发生是困难的，但也并非完全无迹可寻。中科院组织300多位科学家自2007年秋开始，花了1年多时间研究的中国至2050年的科技发展路线图显示，在能源与资源、信息、先进材料、农业、人口健康等领域将会发生革命性的突破。

在能源与资源领域，人类必然会迎来后化石能源时代和资源高效、可循环利用时代；在信息领域，几乎所有现有的信息技术到2020年前后都会遇到难以继续发展的重大障碍；在农业领域，必然要进入生态高效可持续的时代，不仅将继续发挥其保障食物安全和国民经济发展等传统功能，还将担负起缓解全球能源危机、提供多样化需求和优良生态环境等新使命；在人口健康领域，到本世纪中叶全球人口可能达到90亿，人类必须控制人口增长，提高人口质量，保证食品、生命和生态安全，攻克影响健康的重大疾病，将预防关口前移，走一条低成本普惠的健康道路。所有这些，都呼唤着在相应的科学技术上有革命性的突破。

记者：除了上述战略领域，在基本科学问题上会有哪些突破？

路甬祥：专家们认为，未来几十年，下列基本科学问题将可能会产生重大突破：

在宇宙演化方面，对暗物质、暗能量、反物质的探测，将使人类进一步深化乃至从根本上改变对宇宙的认识；

在物质结构方面，人类正在进入“调控时代”，可能实现对构成物质的原子、分子甚至电子的调控，进而在光/电/热高效转化、光合作用、光催化，能量储存与传输等领域产生新的突破；

在生命起源与进化方面，合成生物学的出现打开了从非生命的化学物质向人造生命转化的大门，为探索生命起源和进化开辟了崭新途径，将可能导致生命科学和生物技术的重大突破；

意识的本质是当代最具挑战性的基本科学问题，一旦突破将极大深化人类对自身和自然的认识，引起信息与智能科学技术新的革命。

上述领域中任何一个领域的突破性原始科学创新，都会为新的科学体系建立打开空间，引发新的科学革命；任何一个领域的重大技术突破，都有可能引发新的产业革命，为世界经济增长注入新的活力，引发新的社会变革，加速现代化和可持续发展的进程。

围绕新科技革命，一场占领未来发展制高点的新的世界竞争正在展开。

记者：金融危机发生后，发达国家在迎接新科技革命上是如何部署的？

路甬祥：美国、日本、英国、德国等发达国家都把科技创新作为走出危机的根本力量，积极备战可能发生的新科技革命，布局未来发展，培育新的竞争优势和经济基础。

例如，美国计划将GDP的3%以上用于研究和开发，投入强度将超越20世纪60年代“太空竞赛”时的水平，并通过一系列配套政策，促进清洁能源、医学和保健体系、环境科学、科学教育、国际合作等领域的创新和发展，力图保持领先优势和全球经济的领导地位；日本提出了“ICT新政”，旨在3年内创造100万亿日元规模的市场新需求，推动相关领域的产业结构改革，提升国际竞争力。

可以说，围绕新科技革命，一场占领未来发展制高点的新的世界竞争正在全面展开。

中国必须抓紧行动，以免与新的科技革命再次失之交臂。

记者：如此看来，中国必须抓紧行动，以免与新的科技革命再次失之交臂。

路甬祥：确实是这样。我国必须要高度重视，及早统筹谋划我国科技发展战略，明确至2050年影响我国现代化进程的重点领域、重大科学问题、关键核心技术问题及其实现途径，走中国特色自主创新道路，前瞻布局，重点突破，为新科技革命的到来做好准备。

记者：您认为我们应该在哪些方面超前部署、重点突破？

路甬祥认为，具体说来，我们必须依靠科技创新，构建支撑我国全面建设社会主义小康社会、实现现代化的八大经济社会基础和战略体系：

构建我国可持续能源与资源体系，大幅提高能源与资源利用效率，大力发展战略性资源的大陆架和地球深部勘察与开发，大力发展节能减排技术、可再生能源与新型清洁替代资源；

构建我国先进材料与智能绿色制造体系，加速材料与制造技术绿色化、智能化、可再生循环的进程，促进我国材料与制造业产业结构升级和战略调整，有效保障我国现代化进程材料与装备的供给与高效、清洁、可再生循环利用；

构建我国无所不在的信息网络体系，发展提升智能宽带无线网络、网络超算、先进传感与显示和先进可靠软件技术，建设“智能中国”，消除数字鸿沟，走出一条普惠、可靠、低成本的信息化道路；构建我国生态高值农业和生物产业体系，促进我国农业产业结构的升级，发展高产、优质、高效、生态农业和相关生物产业，保证粮食与农产品安全；构建满足我国十几亿人口需要的普惠健康保障体系，推动医学模式由疾病治疗为主向预测、预防为主转变，将当代生命科学前沿与我国传统医学优势相结合，在健康科学方面走到世界前列；构建支撑我国人与自然和谐相处的生态与环境保育发展体系，系统认知环境演变规律，提升我国生态环境监测、保护、修复能力和应对全球气候变化的能力；构建我国空天海洋能力新拓展体系，大幅提高我国海洋探测和应用研究能力，海洋资源开发利用能力，空间科学与技术探测能力，对地观测和综合信息应用能力；构建我国国家与公共安全体系，发展传统与非传统安全防范技术，提高监测、预警和应急快速反应能力。

总之，应对国际国内经济和社会发展的严峻挑战，调整产业结构、转变发展方式，最根本的要靠科技的力量；迎接可能发生的新科技革命挑战，赢得发展先机和优势，最重要的是提高自主创新能力。

在可能发生科技革命的重要方向上，我国基本上处在前沿跟踪的水平，真正由中国人率先提出和开拓的新问题、新理论和新方向寥寥无几。

记者：当前，我国正在积极推动经济社会尽快走上创新驱动发展的轨道。在您看来，前进的道路上还面临哪些挑战和障碍？

路甬祥：从宏观层面上看，主要面临以下挑战：国际金融危机的冲击和影响，激烈的世界经济科技竞争，能源资源、生态环境、人口健康等方面的约束进一步增强，传统与非传统安全等严峻挑战。这些挑战关系到现代化建设的全局。

从科技自身发展来看，我国创新能力和体制机制还远不能适应应对新科技革命的挑战和现代化建设的需要。突出表现在原始科学创新能力不足。在可能发生科技革命的重要方向上，我国基本上处在前沿跟踪的水平，真正由中国人率先提出和开拓的新问题、新理论和新方向寥寥无几。

关键核心技术受制于人。我国许多重要产业的对外技术依存度仍很高，先导性战略高技术领域布局薄弱，直接影响我国产业结构升级、新兴产业发展和国家安全。

体制机制尚不完善。中国特色的国家创新体系尚不完善，科技、经济“两张皮”的问题尚未根本解决。现行的一些科技宏观管理体制，制约着国家创新体系各单元作用的有效发挥，政府主导作用往往异化为“部门利益”，难以真正集中力量办大事；市场基础作用往往异化为无序竞争，尚未形成竞争有序、合作高效的机制。

此外，我国准确把握世界科技发展大势和国家长远发展需求进行前瞻部署的能力不强；有效吸引、培养和造就创新创业人才的政策与制度环境尚未系统建立；创新团体的活力和自主权、创新人才的自信心和积极性，都需要大幅提高。